KR102294138B1 - 편광판 및 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 출원은 편광판 및 디스플레이 장치에 관한 것이다. 본 출원은 편광자의 보호필름으로 인해 외부 환경, 예를 들어, 수분에 대한 내구성이 우수하고, 편광 선글라스를 착용하고 관찰 시 색상 왜곡을 방지할 수 있는 편광판 및 상기 편광판을 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.

Description

편광판 및 디스플레이 장치{Polarizing plate and display device}
본 출원은 편광판 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치에 사용되는 편광자에는 편광자를 보호하기 위한 보호필름이 사용된다. 편광자의 보호필름은 외부로부터의 편광자의 손상을 막는 역할을 할 수 있다. 편광자는 수분 접촉 시 성능이 저하되는 문제를 가지고 있는데, 이때 편광자의 보호필름이 수분을 차단하는 역할도 하게 된다. 최근에는 편광자 보호필름에 수분 차단력이 우수한 저투습 기재로서, 예를 들어, PET(polyethylene terephthalate) 필름 또는 아크릴(Acryl) 필름 등을 채택하여 사용하고 있다.
저투습 기재 중 PET 필름의 경우 아크릴 필름 대비 수분 차단 성능이 우수하지만, 다음과 같은 문제점이 있다. 생활 수준의 향상으로 인해 레저 활동이 많아지는 요즘, 낚시, 스키 등의 야외 활동 시 사용되는 편광 선글라스를 착용한 상태로, PET 보호필름을 적용한 편광자를 관찰하게 되면, 디스플레이 장치가 무지개 형상으로 시인되며, 본래 구현하고자 하는 디스플레이 장치의 색상 구현에 방해가 되는 현상이 발생할 수 있다.
대한민국 특허공개공보 제10-2015-0037448호
본 출원은 편광자의 보호필름으로 인해 외부 환경, 예를 들어, 수분에 대한 내구성이 우수하고, 편광 선글라스를 착용하고 관찰 시 색상 왜곡을 방지할 수 있는 편광판 및 상기 편광판을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 출원은 편광판에 관한 것이다. 도 1은 본 출원의 편광판을 예시적으로 나타낸다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 편광판은 제 1 보호필름(102), 편광자(101) 및 제 2 보호필름(103)을 순차로 포함할 수 있다. 즉, 편광자(101)의 양면에는 각각 제 1 보호필름(102) 및 제 2 보호필름(103)이 배치될 수 있다.
본 명세서에서 용어 편광자는 편광 기능을 가지는 필름, 시트 또는 소자를 의미한다. 편광자는 여러 방향으로 진동하는 입사광으로부터 한쪽 방향으로 진동하는 광을 추출할 수 있는 기능성 소자이다.
상기 편광자는 흡수형 편광자일 수 있다. 본 명세서에서 흡수형 편광자는 입사 광에 대하여 선택적 투과 및 흡수 특성을 나타내는 소자를 의미한다. 상기 편광자는 선 편광자일 수 있다. 상기 흡수형 편광자는 여러 방향으로 진동하는 입사 광으로부터 어느 한쪽 방향으로 진동하는 광은 투과하고, 나머지 방향으로 진동하는 광은 흡수할 수 있다.
상기 편광자는 선편광자일 수 있다. 본 명세서에서 선편광자는 선택적으로 투과하는 광이 어느 하나의 방향으로 진동하는 선 편광이고 선택적으로 흡수하는 광이 상기 선편광의 진동 방향과 직교하는 방향으로 진동하는 선편광인 편광자를 의미한다.
상기 편광자로는, 예를 들어, PVA 연신 필름 등과 같은 고분자 연신 필름에 요오드를 염착한 편광자 또는 배향된 상태로 중합된 액정을 호스트로 하고, 상기 액정의 배향에 따라 배열된 이방성 염료를 게스트로 하는 게스트-호스트형 편광자를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시예에 의하면, 상기 편광자로는 PVA 연신 필름을 사용할 수 있다. 상기 편광자의 투과율 내지 편광도는 본 출원의 목적을 고려하여 적절히 조절될 수 있다. 예를 들어 상기 편광자의 투과율은 41.5% 내지 55%일 수 있고, 편광자의 편광도는 65% 내지 99.9999%일 수 있다.
제 1 보호필름과 제 2 보호필름 중 하나 이상의 보호필름은, 그 보호필름의 TD(Transverse Direction) 축에 대해 지상축(Slow axis)이 이루는 각도가 0도 내지 4.5도 범위 내일 수 있다. 이와 같은 TD 축과 지상축의 관계를 가지는 보호필름의 사용을 통해, 편광 선글라스를 착용하고 디스플레이 장치를 관찰 시, 색상 왜곡을 방지할 수 있다. 본 명세서에서 상기 TD 축과 지상축 관계를 가지는 보호필름을 "색상왜곡 방지용 보호필름"으로 호칭할 수 있다.
도 2는 색상왜곡 방지용 보호필름의 TD 축에 대해 지상축 이루는 각도의 관계를 예시적으로 나타낸다. 도 2에서 각도 a(+)는 TD 축(TD)에 대해 지상축(S(+))이 시계 방향으로 이루는 각도를 의미하고, 각도 a(-)는 TD 축(TD)에 대해 지상축(S(-))이 반시계 방향으로 이루는 각도를 의미한다.
본 명세서에서 기준 축(예를 들어, TD 축)에 대해 지상축이 시계 방향으로 이루는 각도는 "+"부호로 표시할 수 있고, 반시계 방향으로 이루는 각도는 "-" 부호로 표시할 수 있다. 본 명세서에서 각도에 대해 기재하면서, 그 각도의 부호 내지 방향을 특별히 지정하지 않는 경우, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 이루는 각도를 모두 포함하는 의미하거나 또는 그 각도의 크기만을 의미할 수 있다. 도 2는 TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도의 범위를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 설명하기 위해 편의상 지상축을 S(+) 및 S(-)로 표시하였으나 하나의 보호필름은 면상에서 하나의 지상축을 가진다.
본 명세서에서 지상축(Slow axis)은 보호필름의 면상에서 굴절률이 가장 높은 방향의 축을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 진상축(Fast axis)은 보호필름의 면상에서 굴절률이 가장 낮은 방향의 축을 의미할 수 있고, 상기 지상축과 수직할 수 있다.
본 명세서에서 종 방향(MD: Machine Direction)은 필름을 형성하기 위한 기계의 진행 방향 또는 필름의 길이 방향을 의미할 수 있고, 횡 방향(TD: Transverse Direction)은 상기 기계의 진행 방향에 수직하는 방향 또는 필름의 폭 방향을 의미할 수 있다. 통상적으로, 압출된 필름은 TD 축이 MD 축에 비하여, 인장 강도가 더 높은 경향이 있다. 따라서, 보호필름의 인장 강도를 측정함으로써, TD 축을 확인할 수도 있다.
하나의 예로, 색상왜곡 방지용 보호필름은 TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도가 예를 들어 0도 내지 4도, 0도 내지 3.5도 또는 0도 내지 3도 범위 내일 수 있다. 이러한 각도 범위 내에서 편광 선글라스를 착용하고 디스플레이 장치를 관찰 시 색상 왜곡을 방지하는 것이 더욱 유리할 수 있다.
하나의 예로, 색상왜곡 방지용 보호필름은 TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도가 시계 방향으로 0도 내지 4.5, 0도 내지 4도, 0도 내지 3.5도 또는 0도 내지 3도일 수 있다. 다른 하나의 예로, 색상왜곡 방지용 보호필름은 TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도가 반시계 방향으로 0도 내지 4.5, 0도 내지 4도, 0도 내지 3.5도 또는 0도 내지 3도일 수 있다.
하나의 예로, 제 1 보호필름과 제 2 보호필름 중 어느 하나의 보호필름은 색상왜곡 방지용 보호필름일 수 있다. 이 경우, 나머지 하나의 보호필름은 편광자의 통상적인 보호필름을 사용할 수 있다. 편광자의 통상적인 보호필름으로는 TAC(Triacetyl cellulose) 필름 등과 같은 셀룰로오스 필름; PET(poly(ethylene terephthalate)) 필름 등과 같은 폴리에스테르 필름; 폴리카보네이트 필름; 폴리에테르설폰 필름; 아크릴 필름 및/또는 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 시클로계나 노르보르넨 구조를 포함하는 폴리올레핀 필름 또는 에틸렌-프로필렌 공중합체 필름 등의 폴리올레핀계 필름 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 편광자의 통상적인 보호필름은 광학 등방성 필름 또는 광학 이방성 필름일 수 있다. 광학 이방성 필름인 경우에, 상기 TD 축과 지상축의 관계를 가지지 않거나, 후술하는 면내 위상차 값을 가지지 않을 수 있다. 다른 하나의 예로, 제 1 보호필름과 제 2 보호필름 둘 모두가 색상왜곡 방지용 보호필름일 수 있다. 이 경우, 제 1 보호 필름의 TD 축과 제 2 보호 필름의 TD 축은 서로 평행할 수 있다.
하나의 예시에서, 색상왜곡 방지용 보호필름은 폴리에스테르 필름일 수 있다. 하나의 예로, 상기 폴리에스테르 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(PET 필름)일 수 있다. 이를 통해 편광자의 보호필름으로 인해 외부 환경, 예를 들어, 수분에 대한 내구성이 우수하고, 편광 선글라스를 착용하고 관찰 시 색상 왜곡을 방지할 수 있는 편광판을 제공할 수 있다.
상기 PET 필름으로는 연신 PET 필름을 사용할 수 있다. 연신 PET 필름으로는 예를 들어 1종 이상의 PET계 수지를 용융 압출 혹은 용매를 이용한 용해 압출에 의해서 제막하고, 가로로 연신하여 이루어지는 1층 이상의 일축 연신 필름, 또는 제막 후 세로 및 가로 연신을 이용하여 이루어지는 1층 이상의 이축 연신 필름, 또는 사선방향 연신을 이용한 사선 연신 필름을 사용할 수 있다. .
PET 계 수지는 반복 단위의 80 몰％ 이상이 에틸렌테레프탈레이트로 구성되는 수지를 의미하고, 다른 디카르복실산 성분과 디올 성분을 포함할 수도 있다. 다른 디카르복실산 성분으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 이소프탈산, p-β-옥시에톡시벤조산, 4,4'-디카르복시디페닐, 4,4'-디카르복시벤조페논, 비스(4-카르복시페닐)에탄, 아디프산, 세박산 및 1,4-디카르복시시클로헥산 등을 들 수 있다. 다른 디올 성분으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 시클로헥산디올, 비스페놀 A의 에틸렌옥사이드 부가물, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 및 폴리테트라메틸렌글리콜 등을 들 수 있다. 이들 다른 디카르복실산 성분이나 다른 디올 성분은 필요에 따라서 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한, p-옥시벤조산 등의 옥시카르복실산을 병용할 수도 있다. 또한, 다른 공중합 성분으로서, 소량의 아미드 결합, 우레탄 결합, 에테르 결합 및 카르보네이트 결합 등을 함유하는 디카르복실산 성분, 또는 디올 성분이 이용될 수도 있다.
PET계 수지의 제조 방법으로서는, 테레프탈산 및 에틸렌글리콜 (및 필요에 따라서 다른 디카르복실산 또는 다른 디올)을 직접 중축합시키는 방법, 테레프탈산의 디알킬에스테르 및 에틸렌글리콜(및 필요에 따라서 다른 디카르복실산의 디알킬에스테르 또는 다른 디올)을 에스테르 교환 반응시킨 후 중축합시키는 방법, 및 테레프탈산(및 필요에 따라서 다른 디카르복실산)의 에틸렌글리콜에스테르(및 필요에 따라서 다른 디올에스테르)를 중축합시키는 방법 등이 채용된다.
각각의 중합 반응에는, 안티몬계, 티탄계, 게르마늄계 또는 알루미늄계 화합물을 포함하는 중합 촉매, 또는 상기 복합 화합물을 포함하는 중합 촉매를 사용할 수 있다.
상기 중합 반응 조건은 사용되는 단량체, 촉매, 반응 장치 및 목적으로 하는 수지 물성에 따라서 적절하게 선택할 수 있고, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면 반응 온도는 통상 약 150 ℃ 내지 약 300 ℃, 약 200℃ 내지 약 300 ℃ 또는 약 260 ℃ 내지 약 300 ℃일 수 있다. 또한, 반응 압력은 통상 대기압 내지 약 2.7 Pa일 수 있고, 그 중에서도 반응의 후반에는 감압 측인 것이 바람직하다.
중합 반응은 이러한 고온ㆍ고감압 조건하에서 교반됨으로써, 디올, 알킬 화합물 또는 물 등의 이탈 반응물을 휘발시킴으로써 진행될 수 있다.
또한, 중합 장치는 반응조가 하나로 완결되는 것일 수도 있고, 또는 복수의 반응조를 연결한 것일 수도 있다. 이 경우, 통상 중합도에 따라서 반응물은 반응조 사이를 이송되면서 중합된다. 또한, 중합 후반에 횡형 반응 장치를 구비하고, 가열ㆍ혼련하면서 휘발시키는 방법도 채용할 수 있다.
중합 종료 후의 수지는 용융 상태에서 반응조나 횡형 반응 장치로부터 방출된 후, 냉각 드럼이나 냉각 벨트 등에서 냉각ㆍ분쇄된 플레이크상의 형태로, 또는 압출기에 도입되어 끈 형상으로 압출된 후에 재단된 펠릿상의 형태로 얻어질 수 있다. 또한, 필요에 따라서 고상 중합을 행하여, 분자량을 향상시키거나 저분자량 성분을 감소시킬 수도 있다. PET계 수지에 포함될 수 있는 저분자량 성분으로서는, 환상 3량체 성분을 들 수 있지만, 이러한 환상 3량체 성분의 수지 중에서의 함유량은 5000 ppm 이하인 것이 바람직하고, 3000 ppm 이하인 것이 보다 바람직하다. 환상 3량체 성분이 5000 ppm을 초과하면, 필름의 광학적 물성에 악영향을 미칠 경우가 있다.
PET계 수지의 분자량은, 페놀/테트라클로로에탄=50/50(중량비)의 혼합 용매에 수지를 용해시키고, 30 ℃에서 측정한 극한 점도로 나타내었 때, 통상 0.45 내지 1.0 dL/g, 0.50 내지 10dL/g 또는 0.52 내지 0.80 dL/g의 범위 내일 수 있다. 극한 점도가 0.45 dL/g 미만인 경우 필름 제조시의 생산성이 저하되거나 필름의 기계적 강도가 저하될 수 있다. 또한, 극한 점도가 1.0 dL/g을 초과하는 경우 필름 제조에 있어서의 중합체의 용융 압출 안정성이 열악할 수 있다.
또한, PET계 수지는 필요에 따라서 첨가제를 함유할 수 있다. 첨가제로서는, 예를 들면 윤활제, 블로킹 방지제, 열 안정제, 산화 방지제, 대전 방지제, 내광제 및 내충격성 개량제 등을 들 수 있다. 그의 첨가량은 광학 물성에 악영향을 미치지 않는 범위로 하는 것이 바람직하다.
PET계 수지는 이러한 첨가제의 배합을 위해서, 또는 후술하는 필름 성형을 위해서, 통상 압출기에 의해 조립된 펠릿 형상으로 이용될 수 있다. 펠릿의 크기나 형상은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 일반적으로 높이, 직경 모두 5 mm 이하인 원주상, 구상 또는 편평 구상일 수 있다. 이와 같이 하여 얻어지는 PET계 수지를 필름상으로 성형하고, 연신 처리함으로써, 투명하고 균질한 기계적 강도가 높은 PET 필름을 얻을 수 있다. 그 제조 방법으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 다음에 기재하는 방법이 적용될 수 있다.
우선, 건조시킨 PET 수지로 이루어지는 펠릿을 용융 압출 장치에 공급하고, 융점 이상으로 가열하여 용융시킨다. 다음에, 용융된 수지를 다이로부터 압출, 회전 냉각 드럼 상에서 유리 전이 온도 이하의 온도가 되도록 급냉 고화시켜, 실질적으로 비결정 상태의 미연신 필름을 얻을 수 있다. 이 용융 온도는 사용되는 PET계 수지의 융점이나 압출기에 따라서 정해지는 것이고, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 통상 250 내지 350 ℃일 수 있다. 또한, 필름의 평면성을 향상시키기 위해서는, 필름과 회전 냉각 드럼과의 밀착성을 높이는 것이 바람직하고, 정전 인가 밀착법 또는 액체 도포 밀착법을 채용할 수 있다. 정전 인가 밀착법이란, 통상 필름의 상면측에 필름의 흐름과 직교하는 방향으로 선상 전극을 설치하고, 그 전극에 약 5 내지 10 kV의 직류 전압을 인가함으로써 필름에 정전하를 제공하여, 회전 냉각 드럼과 필름과의 밀착성을 향상시키는 방법이다. 또한, 액체 도포 밀착법이란, 회전 냉각 드럼 표면의 전체 또는 일부(예를 들면 필름 양단부와 접촉하는 부분만)에 액체를 균일하게 도포함으로써, 회전 냉각 드럼과 필름과의 밀착성을 향상시키는 방법이다. 필요에 따라서 양자를 병용할 수 도 있다. 사용되는 PET계 수지는 필요에 따라서 2종 이상의 수지 구조나 조성이 다른 수지를 혼합할 수도 있다. 예를 들면, 블로킹 방지제로서의 입상 충전재, 자외선 흡수제 또는 대전 방지제 등이 배합된 펠릿과, 무배합의 펠릿을 혼합하여 이용하는 것 등을 들 수 있다.
또한, 압출시키는 필름의 적층수는 필요에 따라서 2층 이상으로 할 수도 있다. 예를 들면, 블로킹 방지제로의 입상 충전재를 배합한 펠릿과 무배합의 펠릿을 준비하고, 다른 압출기로부터 동일한 다이로 공급하여 「충전재 배합/무배합/충전재 배합」의 2종 3층으로 이루어지는 필름을 압출시키는 것 등을 들 수 있다.
상기 미연신 필름은 유리 전이 온도 이상의 온도에서 통상, 우선 압출 방향으로 연신된다. 연신 온도는 통상 70 내지 150 ℃, 80 내지 130 ℃ 또는 90 내지 120 ℃일 수 있다. 또한, 연신 배율은 통상 1.1 내지 6배 또는 2 내지 5.5배일 수 있다. 연신 배율이 1.1 배 미만이면, 연신 PET 필름의 기계적 강도가 부족한 경향이 있을 수 있다. 연신 배율이 6배를 초과하면, 가로 방향의 강도가 실제로 사용하기에 부족할 수 있다. 이 연신은 1회로 끝낼 수도 있고, 필요에 따라서 복수회로 나누어 행할 수도 있다. 통상, 복수회의 연신을 행하는 경우에도, 총 연신 배율은 상기 범위인 것이 바람직하다.
이렇게 하여 얻어지는 세로 연신 필름은, 이 후에 열 처리를 행할 수 있다. 이어서, 필요에 따라서 이완 처리를 행할 수도 있다. 이 열 처리 온도는 통상 150 내지 250 ℃, 180 내지 245 ℃ 또는 200 내지 230 ℃일 수 있다. 또한, 열 처리 시간은 통상 1 내지 600 초, 1 내지 300 초 또는 1 내지 60 초일 수 있다. 이완 처리의 온도는 통상 90 내지 200 ℃ 또는 120 내지 180 ℃일 수 있다. 또한, 이완량은 통상 0.1 내지 20 ％ 또는 2 내지 5 ％일 수 있다. 상기 이완 처리의 온도 및 이완량은, 이완 처리 후의 PET 필름의 150 ℃에서의 열수축률이 2 ％ 이하가 되도록, 그의 이완량 및 이완 처리시의 온도를 설정하는 것이 바람직하다.
일축 연신 및 이축 연신 필름을 얻는 경우, 통상 세로 연신 처리 후에, 또는 필요에 따라서 열 처리 또는 이완처리를 거친 후에, 텐터에 의해서 가로 연신이 행해질 수 있다. 이 연신 온도는 통상 70 내지 150 ℃, 80 내지 130 ℃ 또는 90 내지 120 ℃일 수 있다. 또한, 연신 배율은 통상 1.1 내지 6배 또는 2 내지 5.5배일 수 있다. 가로 연신에 있어서의 연신 배율이 1.1배 미만이면, 배향에 의한 필름강도 향상이 부족할 수 있다. 또한, 6배를 초과하는 연신 배율은 제조 기술상 현실적이지 않다.
이 후, 열 처리 및 필요에 따라서 이완 처리를 행할 수 있다. 열 처리 온도는 통상 150 내지 250 ℃, 180내지 245 ℃ 또는 200 내지 230 ℃일 수 있다. 열 처리 시간은 통상 1 내지 600초, 1 내지 300 초 또는 1 내지 60 초일 수 있다. 이완 처리의 온도는 통상 100 내지 230 ℃, 110 내지 210 ℃ 또는 120 내지 180 ℃일 수 있다. 또한, 이완량은 통상 0.1 내지 20 ％, 1 내지 10 ％ 또는 2 내지 5 ％일 수 있다. 이 이완 처리의 온도 및 이완량은, 이완 처리 후의 PET필름의150 ℃에서의 열수축률이 2 ％ 이하가 되도록, 그의 이완량 및 이완 처리시의 온도를 설정하는 것이 바람직하다.
일축 연신 및 이축 연신 처리에 있어서는, 모두 그의 연신 처리 온도가 250℃를 초과하면, 수지에 열 열화가 생기거나, 결정화가 지나치게 진행되거나 하기 때문에, 광학 성능이 저하되는 경우가 있다. 또한, 연신 처리온도가 70℃ 미만이 되면, 연신에 과대한 스트레스가 걸리거나, 필름이 고화되어 연신 자체가 불가능해질 수 있다.
또한, 일축 연신 및 이축 연신 처리에 있어서는, 가로 연신 후, 보잉으로 대표되는 것과 같은 배향 주축의 변형을 완화시키기 위해서, 재차 열 처리를 행하거나 연신 처리를 행할 수 있다. 보잉에 의한 배향 주축의 연신 방향에 대한 변형의 최대값은 통상 45° 이내이지만, 30° 이내로 완화시키는 것이 바람직하고, 15° 이내로 하는 것이 보다 바람직하다. 배향 주축의 변형의 최대값이 45°를 초과하면, 이후의 공정에서 편광판을 구성하여 매엽(枚葉)화되었을 때에, 이 매엽 사이에서 광학 특성의 불균일이 생기는 경우가 있다. 또한, 여기서 연신 방향이란, 세로 연신 또는 가로 연신에 있어서의 연신 큰 방향을 말한다.
PET 필름의 이축 연신에서는, 통상 가로 연신 배율이 세로 연신 배율보다 약간 크게 행해지기 때문에, 이 경우, 연신 방향이란, 상기 필름의 길이 방향에 대하여 수직 방향을 의미할 수 있다. 또한, 일축 연신에서는, 통상 상기한 바와 같이 가로 방향으로 연신되기 때문에, 이 경우, 연신 방향이란, 동일하게 길이 방향에 대하여 수직 방향을 말한다.
또한, 여기서 배향 주축이란, 연신 PET 필름 상의 임의의 점에서의 분자 배향 방향을 말한다. 또한, 배향 주축의 연신 방향에 대한 변형이란, 배향 주축과 연신 방향과의 각도차를 말한다. 또한, 그의 최대값이란, 긴 방향에 대하여 수직 방향 상에서의 값의 최대값을 말한다.
상기 배향 주축은, 예를 들면 위상차 필름ㆍ광학 재료 검사 장치 RETS(오오쯔까 덴시 가부시끼가이샤 제조) 또는 분자 배향계 MOA(오지 게이소꾸 기끼 가부시끼가이샤 제조)를 이용하여 측정할 수 있다.
상기 연신 PET 필름이 편광판의 시인측에 이용되는 경우, 방현성(헤이즈)이 부여되어 있을 수 있다. 방현성을 부여하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 상기 원료 수지 중에 무기 미립자 또는 유기 미립자를 혼합하여 필름화하는 방법, 상기 다층 필름의 제조 방법에 준하여, 한쪽에 무기 미립자 또는 유기 미립자가 혼합된 층을 갖는 미연신 필름으로부터 연신 필름화하는 방법, 또는 연신 PET 필름의 한쪽에, 무기 미립자 또는 유기 미립자를 경화성 바인더 수지에 혼합하여 이루어지는 도포액을 코팅하고, 바인더 수지를 경화하여 방현층을 설치하는 방법 등이 채용될 수 있다.
방현성을 부여하기 위한 무기 미립자로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 실리카, 콜로이달 실리카, 알루미나, 알루미나 졸, 알루미노실리케이트, 알루미나-실리카 복합 산화물, 카올린, 탈크, 운모, 탄산칼슘및 인산칼슘 등을 들 수 있다. 또한, 유기 미립자로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 가교 폴리아크릴산 입자, 메타크릴산메틸/스티렌 공중합체 수지 입자, 가교 폴리스티렌 입자, 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자, 실리콘 수지 입자 및 폴리이미드 입자 등을 들 수 있다.
상기 방현성이 부여된 연신 PET 필름 상에는, 도전층, 하드 코팅층 및 저반사층 등의 기능층을 더 적층할 수 있다. 또한, 상기 방현층을 구성하는 수지 조성물로서, 이들 중 어느 하나의 기능을 겸비하는 수지 조성물을 선택할 수도 있다.
한편, 연신 PET 필름이 편광판의 백라이트측에 이용되는 경우, 방현성은 굳이 부여하지 않을 수도 있다. 이 경우, 그 헤이즈 값은 통상 6 ％ 미만일 수 있다. 그러나, 방현성을 부여하지 않아도, 상기 기능층을 적층할 수 있다.
상기 헤이즈 값은 JIS K 7136에 준거하여, 예를 들면 헤이즈ㆍ투과율계 HM-150(가부시끼가이샤 무라까미 시끼사이 기쥬쯔 겡뀨쇼 제조)을 이용하여 측정할 수 있다.
상기 연신 PET 필름에는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 한, 상기 방현층 등 이외의 기능층을 한쪽면 또는 양면에 적층할 수 있다. 적층되는 기능층에는, 예를 들면 도전층, 하드코팅층, 평활화층, 이활화(易滑化)층, 블로킹 방지층 및 이접착(易接着)층 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 연신 PET 필름은 편광 필름과 접착제층을 통해 적층될 수 있기 때문에 이접착층이 적층되어 있는 것이 바람직하다.
이접착층을 구성하는 성분은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 극성기를 골격에 가지고, 비교적 저분자량이며 저유리 전이 온도인 폴리에스테르계 수지, 우레탄계 수지 또는 아크릴계 수지 등을 들 수 있다. 또한, 필요에 따라서 가교제, 유기 또는 무기 충전재, 계면활성제 및 윤활제 등을 함유할 수 있다.
상기 기능층을 연신 PET 필름에 형성하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 모든 연신 공정이 종료된 필름에 형성하는 방법, PET계 수지를 연신하고 있는 공정 중, 예를 들면 세로 연신과 가로 연신 공정 사이에 형성하는 방법, 및 편광자와 접착되기 직전 또는 접착된 후에 형성하는 방법 등이 채용될 수 있다. 그 중에서도 생산성의 관점에서는, PET계 수지를 세로 연신한 후에 형성하고, 계속해서 가로 연신하는 방법이 바람직하게 채용될 수 있다.
이렇게 해서 얻어지는 연신 PET 필름은 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하고, 예를 들면 각각 상품명으로 「다이아호일」, 「호스타판」, 「퓨전」(이상, 미쯔비시 쥬시 가부시끼가이샤 제조), 「테이진 테트론 필름」, 「멜리넥스」, 「마일라」, 「테플렉스」(이상, 데이진 듀퐁 필름 가부시끼가이샤 제조), 「도요보 에스테르 필름」, 「도요보 에스펙트 필름」, 「코스모샤인」, 「크리스퍼」(이상, 도요 보세끼가부시끼가이샤 제조), 「루미러」(도레이 필름 가꼬 가부시끼가이샤 제조), 「엠브론」, 「엠블레트」(유니티카 가부시끼가이샤 제조), 「스카이롤」(에스ㆍ케이ㆍ씨사 제조), 「코필」(주식회사 고합(高合) 제조), 「서통(瑞通) 폴리에스테르 필름」(주식회사 서통 제조) 및 「다이꼬 폴리에스테르 필름」(후타무라 가가꾸 가부시끼가이샤 제조) 등을 들 수 있다. 이 중에서도 생산성이나 저가성의 관점에서, 이축 연신품이 사용될 수 있다.
색상왜곡 방지용 보호필름의 TD 축과 지상축의 관계를 만족시키기 위해, 당업계에 공지된, 필름의 TD 축과 지상축을 조절하는 방법을 적용할 수 있다.
하나의 예로, TD 축과 지상축이 이루는 각도를 조절하는 방법에서, 주요하게 작용하는 인자는 TD 연신의 정확성일 수 있다. 보호필름의 제조 공정 중, TD 연신 공정에서는 텐터(tenter)가 필름을 잡고 TD방향(필름 바깥쪽)으로 장력을 가하여 연신하게 되는데, 이때 양쪽 텐터가 작용하는 위치 정확성과 양쪽의 장력이 얼마나 잘 일치하는가에 따라서 TD 축과 지상축이 이루는 각도를 0도에 가깝게 조절할 수 있다.
다른 하나의 예로, TD연신 후 고장력의 응력(stress)를 해소하기 위한 어닐링(annealing) 공정을 수행할 수 있다. 이때 TD 축과 지상축이 이루는 각도의 조절은 어닐링 공정에서 열 공급량을 조절함으로써 수행할 수 있다. 예를 들어, 열 공급량을 감소시키면 TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도를 0도에 가깝게 유지할 수 있다. 이는, 필름 연신 후 공정인 어닐링 공정에서 열 공급이 많아지면 필름의 연화 작용으로 인해, TD 축 방향의 지상축의 각도가 0도에서 많이 벗어날 수 있기 때문이다.
색상왜곡 방지용 보호필름은 면내 위상차 값을 갖는 위상차 필름일 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 색상왜곡 방지용 보호필름은 550 nm 파장의 광에 대한 면내 위상차 값(Rin)이 10 nm 내지 7500 nm일 수 있다. 본 명세서에서 면내 위상차 값(Rin)은 하기 수식 1로 계산될 수 있다. 상기 면내 위상차 값은, 구체적으로, 10 nm 이상, 50 nm 이상, 100 nm 이상, 200 nm 이상, 300 nm 이상, 400 nm 이상, 500 nm 이상, 600 nm 이상, 700 nm 이상, 800 nm 이상 또는 900nm 이상 일 수 있고, 7500 nm 이하, 7000 nm 이하, 6500 nm 이하, 6000 nm 이하, 5500 nm 이하, 5000 nm 이하, 4500 nm 이하, 4000 nm 이하, 3500 nm 이하, 3000 nm 이하, 2500 nm 이하, 2000 nm 이하, 1500 nm 이하, 1000 nm 이하, 750 nm 이하, 500 nm 이하 또는 350 nm 이하일 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 면내 위상차 값은 10 nm 내지 1000 nm 범위 내일 수 있다. 이러한 면내 위상차 값의 범위 내에서, 편광 선글라스를 착용하고 디스플레이 장치를 관찰 시 색상 왜곡을 효과적으로 방지할 수 있다.
[수식 1]
Rin = (nx - ny) × d
수식 1에서, nx 및 ny는 각각 색상왜곡 방지용 보호필름의 550 nm 파장의 광에 대한 x축 및 y축 방향의 굴절률이고, d는 색상왜곡 방지용 보호필름의 두께이다. 상기 x축 및 y축은 각각 보호필름의 지상축 및 진상축을 의미한다.
하나의 예시에서, 상기 색상왜곡 방지용 보호필름의 두께는 35 ㎛ 내지 85 ㎛일 수 있다. 제 1 및 제 2 보호필름 중 어느 하나의 보호필름이 색상왜곡 방지용 보호필름인 경우, 다른 보호필름도 상기 두께 범위를 만족할 수 있다. 상기 두께 범위 내에서 편광 선글라스를 착용하고 디스플레이 장치를 관찰 시 색상 왜곡을 효과적으로 방지하는데 유리할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 색상왜곡방지용 보호필름의 TD 축은 편광자의 광 흡수축과 80.5도 내지 99.5도의 각도를 이룰 수 있다. 이러한 축 관계를 통해 편광 선글라스를 착용하고 디스플레이 장치를 관찰 시 색상 왜곡을 효과적으로 방지할 수 있다.
하나의 예시에서, 제 1 보호필름 및 제 2 보호필름은 각각 편광자에 접착제층을 매개로 부착될 수 있다. 상기 접착제층으로는 해당 분야에서 편광자와 보호필름의 부착에 사용될 수 있는 것으로 공지된 접착제층 사용할 수 있고, 예를 들어, 아크릴계, 실리콘계, 에폭시계 등의 접착제 등을 사용할 수 있다. 상기 접착제층으로는 광 경화형 또는 열 경화형 접착제층을 사용할 수 있고, 상기 광 경화형 접착제층으로는 예를 들어 UV(Ultraviolet) 경화형 접착제층을 사용할 수 있다.
본 출원은, 또한, 디스플레이 장치에 관한 것이다. 도 3은 본 출원의 디스플레이 장치를 예시적으로 나타낸다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(30), 상기 디스플레이 패널의 시인 측에 배치되는 제 1 편광판(10) 및 상기 디스플레이 패널의 시인 측의 반대 측에 배치되는 제 2 편광판(20)을 포함할 수 있다. 제 1 편광판(10)은 제 1 보호필름(102), 제 1 편광자(101) 및 제 2 보호필름(103)을 순차로 포함할 수 있다. 제 2 편광판(20)은 제 3 보호필름(202), 제 2 편광자(201) 및 제 4 보호필름(203)을 순차로 포함할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 편광자에 대한 구체적은 내용은, 상기 편광판의 항목에서 기술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
제 1 내지 제 4 보호필름 중 하나 이상의 보호필름은, 그 보호필름의 TD 축 에 대해 지상축이 이루는 각도가 0도 내지 4.5도 범위 내인 색상왜곡 방지용 보호필름일 수 있다. 이를 통해, 편광 선글라스를 착용하고 관찰 시 색상 왜곡을 방지할 수 있다. 상기 색상왜곡 방지용 보호필름에 대한 구체적인 내용은, 상기 편광판의 항목에서 기술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다. 제 1 내지 제 4 보호필름 중 색상왜곡 방지용 보호필름이 아닌 보호필름에 대해서는 상기 편광판의 항목에서 기술한 편광자의 통상적인 보호필름에 대한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
하나의 예로, 제 1 내지 제 4 보호필름 중 적어도 2개의 보호필름이 색상왜곡 방지용 보호필름일 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 상기 적어도 2개의 보호필름에서 2개의 보호필름을 각각 제 1 색상왜곡 방지용 보호필름 및 제 2 색상왜곡 방지용 보호필름으로 호칭할 수 있다.
도 4 및 도 5는 각각 상기 제 1 및 제 2 색상왜곡 방지용 보호필름의 TD 축과 지상축의 관계를 예시적으로 나타낸다. 도 4의 제 1 색상왜곡 방지용 보호필름에서, 각도 a1(+)는 TD 축(TD1)에 대해 지상축(S1(+))이 시계 방향으로 이루는 각도를 의미하고, 각도 a1(-)는 TD 축(TD1)에 대해 지상축(S1(-))이 반시계 방향으로 이루는 각도를 의미한다. 도 5의 제 2 색상왜곡 방지용 보호필름에서, 각도 a2(+)는 TD 축(TD2)에 대해 지상축(S2(+))이 시계 방향으로 이루는 각도를 의미하고, 각도 a2(-)는 TD 축(TD2)에 대해 지상축(S2(-))이 반시계 방향으로 이루는 각도를 의미한다.
하나의 예로, 상기 적어도 2개의 색상왜곡 방지용 보호필름에서, 각 보호필름의 TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도의 절대값의 차이는 3.5도 이하일 수 있다.
구체적인 예로, 제 1 색상왜곡 방지용 보호필름의 TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도(a1)와 제 2 색상왜곡 방지용 보호필름의 TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도(a2)의 절대값의 차이(│a1│-│a2│)는 3.5도 이하일 수 있다. 상기 각도의 절대값의 차이는 구체적으로 3도 이하, 2도 이하, 1도 이하, 0.5도 이하이거나, 또는 상기 각도 a1 및 a2의 크기가 서로 동일할 수 있다. 이러한 TD 축과 지상축 관계를 통해 편광 선글라스를 착용하고 디스플레이 장치를 관찰 시 색상 왜곡을 효과적으로 방지할 수 있다.
하나의 예로, 상기 적어도 2개의 색상왜곡 방지용 보호필름에서, 각 보호필름의 TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도는 각각 독립적으로 시계 방향으로 0도 내지 4.5도 또는 반시계 방향으로 0도 내지 4.5도 범위내일 수 있다.
구체적인 예로, 제 1 색상왜곡 방지용 보호필름의 TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도(a1)와 제 2 색상왜곡 방지용 보호필름의 TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도(a2)는 각각 독립적으로 시계 방향으로 0도 내지 4.5도, 0도 내지 4도, 0도 내지 3.5도 또는 0도 내지 3도 범위 내일 수 있다.
구체적인 예로, 제 1 색상왜곡 방지용 보호필름의 TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도(a1)와 제 2 색상왜곡 방지용 2 보호필름의 TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도(a2)는 각각 독립적으로 반시계 방향으로 0도 내지 4.5도, 0도 내지 4도, 0도 내지 3.5도 또는 0도 내지 3도 범위 내일 수 있다.
구체적인 예로, 제 1 색상왜곡 방지용 보호필름의 TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도(a1)는 시계 방향으로 0도 내지 4.5도, 0도 내지 4도, 0도 내지 3.5도 또는 0도 내지 3도 범위 내일 수 있고, 제 2 색상왜곡 방지용 보호필름의 TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도(a2)는 반시계 방향으로 0도 내지 4.5도, 0도 내지 4도, 0도 내지 3.5도 또는 0도 내지 3도 범위 내일 수 있다.
구체적인 예로, 제 1 색상왜곡 방지용 보호필름의 TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도(a1)는 반시계 방향으로 0도 내지 4.5도, 0도 내지 4도, 0도 내지 3.5도 또는 0도 내지 3도 범위 내일 수 있고, 제 2 색상왜곡 방지용 보호필름의 TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도(a2)는 시계 방향으로 0도 내지 4.5도, 0도 내지 4도, 0도 내지 3.5도 또는 0도 내지 3도 범위 내일 수 있다.
하나의 예로, 상기 적어도 2개의 색상왜곡 방지용 보호필름에서, 각 보호필름의 TD 축은 서로 직교할 수 있다. 구체적인 예로, 제 1 색상왜곡 방지용 보호필름의 TD 축(TD1)과 제 2 색상왜곡 방지용 보호필름의 TD 축(TD2)은 서로 직교할 수 있다. 이러한 배치를 통해, 편광 선글라스를 착용하고 디스플레이 장치를 관찰 시 색상 왜곡을 효과적으로 방지할 수 있다.
하나의 예로, 제 1 보호필름과 제 2 보호필름 중 어느 하나의 보호필름과 제 3 보호필름과 제 4 보호필름 중 어느 하나의 보호필름이 각각 상기 색상왜곡 방지용 보호필름일 수 있다. 구체적인 예로, 제 1 보호필름과 제 4 보호필름이 각각 상기 색상왜곡 방지용 보호필름일 수 있다. 이러한 배치를 통해, 편광 선글라스를 착용하고 디스플레이 장치를 관찰 시 색상 왜곡을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 6은 편광 선글라스와 디스플레이 장치의 구조를 예시적으로 나타낸다. 도 6은 나타낸 바와 같이, 편광 선글라스(40)는 좌안 렌즈(401) 및 우안 렌즈(402)를 포함할 수 있고, 상기 우안 렌즈 및 좌안 렌즈는 각각 편광자를 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 우안 렌즈 및 좌안 렌즈의 편광자의 광 흡수축은 서로 평행할 수 있다. 상기 디스플레이 장치의 제 1 편광판에 포함되는 편광자의 광 흡수축과 편광 선글라스에 포함되는 편광자의 광 흡수축은 휘도 향상의 관점에서 서로 평행할 수 있다.
상기 제 1 편광판은, 필요에 따라, 시인측에 1/4 파장판을 더 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 1/4 파장판의 지상축과 편광판의 광 흡수축은 서로 40도 내지 50도, 43도 내지 47도, 바람직하게는 45도를 이룰 수 있다. 디스플레이 장치를 편광 선글라스를 착용하고 관찰하는 경우, 디스플레이 장치의 편광판에 포함되는 편광자의 광 흡수축과 편광 선글라스에 포함되는 편광자의 광 흡수축의 관계에 따라 관찰자가 관찰하는 화면의 휘도가 저하되거나 경우에 따라서는 화면이 관찰되지 않는 경우가 있다. 디스플레이 장치의 편광판이 1/4 파장판을 더 포함하는 경우 광 흡수축의 관계에 따른 휘도 저하를 방지한다는 측면에서 유리할 수 있다.
하나의 예로, 상기 디스플레이 패널은 액정 패널일 수 있다. 액정 패널은 대향 배치된 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 배치된 액정층을 포함할 수 있다. 상기 액정층은 액정 분자를 포함할 수 있다. 상기 액정 분자의 종류, 물성 등은 목적하는 액정 패널의 구동 모드에 따라 적절히 선택될 수 있다. 상기 액정 분자로는 예를 들어 네마틱(nematic)상, 스멕틱(smectic)상 또는 콜레스테릭(cholesteric) 상을 나타낼 수 있는 액정 분자를 사용할 수 있다.
상기 액정 패널의 구동 모드로는 DS(Dynamic Scattering) 모드, ECB(Electrically Controllable Birefringence) 모드, IPS(In-Plane Switching) 모드, FFS(Fringe-Field Wwitching)모드, OCB(Optially Compensated Bend) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, MVA(Multi-domain Vertical Alignment) 모드, PVA(Patterned Vertical Alignment) 모드, HAN(Hybrid Aligned Nematic) 모드, TN(Twisted Nematic) 모드 또는 STN (Super Twisted Nematic) 모드 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제 1 기판과 제 2 기판의 내측에는 각각 제 1 및 제 2 전극층이 형성되어 있을 수 있다. 상기 전극층은 액정층의 정렬 상태를 전환할 수 있도록 액정층에 전계를 인계할 수 있다. 상기 전극층으로는 투명 전극층을 사용할 수 있다. 투명 전극층으로는, 예를 들면, 전도성 고분자, 전도성 금속, 전도성 나노와이어 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 금속 산화물 등을 증착하여 형성한 것을 사용할 수 있다. 이외에도 투명 전극을 형성할 수 있는 다양한 소재 및 형성 방법이 공지되어 있고, 이를 제한없이 적용할 수 있다. 필요한 경우에, 상기 전극층은, 적절하게 패턴화되어 있을 수도 있다.
상기 제 1 및 제 2 전극층의 내측에는 상기 액정층의 배향을 위한 제 1 및 제 2 배향막이 형성되어 있을 수 있다. 상기 배향막으로는 수직 배향막, 수평 배향막, 또는 사선 배향막을 사용할 수 있다. 상기 배향막으로는 러빙 배향막과 같이 접촉식 배향막 또는 광배향막 화합물을 포함하여 직선 편광의 조사 등과 같은 비접촉식 방식에 의해 배향 특성을 나타낼 수 있는 광배향막을 사용할 수 있다.
상기 제 1 기판 및 제 2 기판으로는, 예를 들면, 유리 기판, 결정성 또는 비결정성 실리콘 필름, 석영 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 필름 등의 무기계 필름이나 플라스틱 필름 등을 사용할 수 있다. 상기 기판으로는, 또한, 광학적으로 등방성인 기재 또는 위상차층과 같이 광학적으로 이방성인 기재를 사용할 수 있다. 플라스틱 필름 기재의 구체적인 예로, TAC(triacetyl cellulose); 노르보르넨 유도체 등의 COP(cyclo olefin copolymer); PMMA(poly(methyl methacrylate); PC(polycarbonate); PE(polyethylene); PP(polypropylene); PVA(polyvinyl alcohol); DAC(diacetyl cellulose); Pac(Polyacrylate); PES(poly ether sulfone); PEEK(polyetheretherketon); PPS(polyphenylsulfone), PEI(polyetherimide); PEN(polyethylenemaphthatlate); PET(polyethyleneterephtalate); PI(polyimide); PSF(polysulfone); PAR(polyarylate) 또는 비정질 불소 수지 등을 포함하는 기재 필름이 예시될 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 기재에는, 필요에 따라서 금, 은, 이산화 규소 또는 일산화 규소 등의 규소 화합물의 코팅층이나, 반사 방지층 등의 코팅층이 존재할 수도 있다.
상기 디스플레이 장치는 액정 패널의 시인 측의 반대 측에 광원을 더 포함할 수 있고, 상기 광원과 액정 패널의 사이에 제 2 편광판이 배치될 수 있다. 상기 광원으로는 통상적인 백라이트 유닛을 사용할 수 있고, 상기 백라이트　유닛은 발광 램프가 배치되는 방식에 따라 에지(edge) 방식과 직하 방식으로 구별될 수 있다.
상기 액정 패널을 포함하는 디스플레이 장치(액정 표시 장치)는, 예를 들어, 투과형　액정　표시 장치, 반투과형　액정　표시 장치, 반사형　액정　표시 장치, 직시형　액정　표시 장치 또는 투사형　액정　표시 장치일 수 있다. 또한 액정 표시 장치는 2차원 화상을 표시하는 표시 장치이거나 또는 3차원 화상을 표시하는 입체 영상 표시 장치일 수도 있다.
상기에서 본 출원의 편광판의 용도로 액정표시장치를 예를 들어 설명하였지만, 본 출원의 편광판의 용도가 상기 장치에 제한되는 것은 아니며, 디스플레이 장치에 편광판을 적용할 수 있는 다양한 디스플레이 장치에 적용될 수 있다. 다른 디스플레이 장치의 예로는 무기발광표시장치, 전계 방출 표시 장치(FED; Field Emission Display), 표면 전계 방출 표시 장치(SPED; Surface Field Emission Display), 전자 페이퍼(전자 잉크나 전기 영동 소자)를 이용한 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 투사형 표시 장치[예를 들면, 회절 광 밸브 (GLV; grating light valve) 표시 장치, 디지털 마이크로 미러 디바이스(Digital Light Processing)를 갖는 표시 장치 및 압전 세라믹 표시 장치 등이 있다. 또한, 상기 디스플레이 장치를 구성하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 본 출원의 편광판이 디스플레이 장치에 포함되는 한, 이 분야에 알려진 구성 방식으로 다양하게 변경될 수 있다.
본 출원은 편광자의 보호필름으로 인해 외부 환경, 예를 들어, 수분에 대한 내구성이 우수하고, 편광 선글라스를 착용하고 관찰 시 색상 왜곡을 방지할 수 있는 편광판 및 상기 편광판을 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 출원의 편광판을 예시적으로 나타낸다.
도 2는 색상왜곡 방지용 보호필름의 TD 축에 대한 지상축 관계를 예시적으로 나타낸다.
도 3은 본 출원의 디스플레이 장치를 예시적으로 나타낸다.
도 4는 제 1 색상왜곡 방지용 보호필름의 TD 축에 대한 지상축 관계를 예시적으로 나타낸다.
도 5는 제 2 색상왜곡 방지용 보호필름의 TD 축에 대한 지상축 관계를 예시적으로 나타낸다.
도 6은 편광 선글라스를 착용하고 디스플레이 장치를 관찰하는 구조를 예시적으로 나타낸다.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 상기 내용을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 제시된 내용에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
제 1 보호필름으로 550 nm 파장의 광에 대한 면내 위상차 값이 315 nm이고, TD 축(0도 기준)에 대해 시계 방향으로 1도의 각도를 이루는 지상축을 갖는 PET 필름을 준비하였다. 제 2 및 제 3 보호필름으로 각각 TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도가 0도인 TAC 필름을 준비하였다. 제 4 보호필름으로 550 nm 파장의 광에 대한 면내 위상차 값이 315 nm이고, TD 축(0도 기준)에 대해 반시계 방향으로 1도의 각도를 이루는 지상축을 갖는 PET 필름을 준비하였다. 제 1 및 제 2 편광자로 각각 편광 특성이 99.995%인 PVA계 편광자를 준비하였다.
제 1 편광자의 양면에 제 1 및 제 2 보호필름을 각각 부착하여 제 1 편광판을 제조하였다. 또한, 제 2 편광자의 양면에 제 3 및 제 4 보호필름을 각각 부착하여 제 2 편광판을 제조하였다. 상기 편광자와 보호필름의 부착은 UV 경화 방법에 의해 수행되었다. 이때, 제 1 보호필름의 TD 축과 제 1 편광자의 광 흡수축이 서로 90도를 이루도록 부착하였고, 제 4 보호필름의 TD 축과 제 2 편광자의 광 흡수축이 서로 90도를 이루도록 부착하였다.
실시예 2
제 1 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 시계 방향으로 3도를 이루고, 제 4 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 반시계 방향으로 3도를 이루도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
실시예 3
제 1 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 시계 방향으로 3도를 이루고, 제 4 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 시계 방향으로 3도를 이루도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
실시예 4
제 1 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 반시계 방향으로 3도를 이루고, 제 4 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 반시계 방향으로 3도를 이루도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
비교예 1
제 1 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 시계 방향으로 4.6도를 이루고, 제 4 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 반시계 방향으로 4.6도를 이루도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
비교예 2
제 1 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 시계 방향으로 4.6도를 이루고, 제 4 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 시계 방향으로 4.6도를 이루도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
비교예 3
제 1 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 반시계 방향으로 4.6도를 이루고, 제 4 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 반시계 방향으로 4.6도를 이루도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
비교예 4
제 1 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 시계 방향으로 6도를 이루고, 제 4 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 반시계 방향으로 6도를 이루도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
비교예 5
제 1 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 시계 방향으로 6도를 이루고, 제 4 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 시계 방향으로 6도를 이루도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
비교예 6
제 1 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 반시계 방향으로 6도를 이루고, 제 4 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 반시계 방향으로 6도를 이루도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
비교예 7
제 1 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 시계 방향으로 12도를 이루고, 제 4 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 반시계 방향으로 12도를 이루도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
비교예 8
제 1 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 시계 방향으로 12도를 이루고, 제 4 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 시계 방향으로 12도를 이루도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
비교예 9
제 1 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 반시계 방향으로 12도를 이루고, 제 4 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 반시계 방향으로 12도를 이루도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
비교예 10
제 1 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 시계 방향으로 17도를 이루고, 제 4 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 반시계 방향으로 17도를 이루도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
비교예 11
제 1 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 시계 방향으로 17도를 이루고, 제 4 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 시계 방향으로 17도를 이루도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
비교예 12
제 1 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 반시계 방향으로 17도를 이루고, 제 4 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 반시계 방향으로 17도를 이루도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
비교예 13
제 1 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 시계 방향으로 27도를 이루고, 제 4 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 반시계 방향으로 27도를 이루도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
비교예 14
제 1 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 시계 방향으로 27도를 이루고, 제 4 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 시계 방향으로 27도를 이루도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
비교예 15
제 1 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 반시계 방향으로 27도를 이루고, 제 4 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 반시계 방향으로 27도를 이루도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
비교예 16
제 1 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 시계 방향으로 40.6도를 이루고, 제 4 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 반시계 방향으로 40.6도를 이루도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
비교예 17
제 1 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 시계 방향으로 40.6도를 이루고, 제 4 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 시계 방향으로 40.6도를 이루도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
비교예 18
제 1 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 반시계 방향으로 40.6도를 이루고, 제 4 보호필름의 지상축이 TD 축에 대해 반시계 방향으로 40.6도를 이루도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
실시예 5 내지 8 및 비교예 19 내지 36
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 18에서 각각, 제 1 보호 필름과 제 2 보호 필름의 550 nm 파장의 광에 대한 면내 위상차 값을 720nm로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 18과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
실시예 9 내지 12 및 비교예 37 내지 54
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 18에서 각각, 제 1 보호 필름과 제 2 보호 필름의 550 nm 파장의 광에 대한 면내 위상차 값을 954nm로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 18과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
참고예 1
제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 보호필름으로 각각 TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도가 0도인 TAC 보호필름을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 편광판을 제조하였다.
평가예 1. 시감 평가
실시예 1 내지 12, 비교예 1 내지 54 및 참고예 1에서 제조된 제 1 편광판과 제 2 편광판을 각각 액정 표시 패널(AUO사의 제품)의 양측에 부착하여 디스플레이 장치를 준비하였다. 이때, 제 1 보호필름의 TD 축과 제 4 보호필름의 TD 축이 서로 직교하고, 또한, 제 2 및 제 3 보호필름이 액정 표시 패널 측에 가깝게 배치되며, 제 1 및 제 4 보호필름이 디스플레이 장치의 외측에 배치되도록 부착하였다.
편광 선글라스를 착용하지 않은 상태 및 편광 선글라스(Luxen사의 제품)를 착용한 상태에서 각각 디스플레이 장치를 관찰하면서 시감을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1 내지 표 3에 기재하였다. 평가 결과는 "색상 왜곡 없음", "색상 왜곡 발생" 및 "색상 왜곡 강함(무지개 현상 관찰)"으로 구분하였다. 색상 왜곡의 발생 여부는 참고예 1의 제 1 편광판과 제 2 편광판을 상기 액정 표시 패널의 양측에 부착하여 제조된 디스플레이 장치와의 색상 차이로 분류하였다.
[표 1]
Figure 112019031161680-pat00001
[표 2]
Figure 112019031161680-pat00002
[표 3]
Figure 112019031161680-pat00003
10: 제 1 편광판 20: 제 2 편광판 30: 디스플레이 패널
101: 제 1 편광자 102: 제 1 보호필름 103: 제 2 보호필름
201: 제 2 편광자 202: 제 3 보호필름 203: 제 4 보호필름
TD, TD1, TD2: TD 축; S(+), S(-) S1(+), S1(-) S2(+), S2(+): 지상축
a(+), a(-), a1(+), a1(-), a2(+), a2(-): TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도
40: 편광 선글라스 401: 좌안 렌즈 402: 우안 렌즈 V: 시인축

Claims (15)

  1. 삭제
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  3. 삭제
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  8. 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널의 시인 측에 배치되고, 제 1 보호필름, 제 1 편광자 및 제 2 보호필름을 순차로 포함하는 제 1 편광판; 및
    상기 디스플레이 패널의 시인 측의 반대 측에 배치되고, 제 3 보호필름, 제 2 편광자 및 제 4 보호필름을 순차로 포함하는 제 2 편광판을 포함하고,
    상기 제 1 보호필름과 제 4 보호필름은 각각, 상기 보호필름의 TD(Transverse Direction) 축에 대해 지상축(Slow axis)이 이루는 각도가 0도 내지 3도 범위 내인 색상왜곡 방지용 보호필름이고,
    상기 색상왜곡 방지용 보호필름은 550 nm 파장의 광에 대해 하기 수식 1로 계산되는 면내 위상차 값(Rin)이 300 nm 내지 1000 nm 범위 내인 디스플레이 장치:
    [수식 1]
    Rin = (nx - ny) × d
    수식 1에서, nx 및 ny는 각각 색상왜곡 방지용 보호필름의 550 nm 파장의 광에 대한 x축 및 y축 방향의 굴절률이고, d는 색상왜곡 방지용 보호필름의 두께이다.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 보호 필름과 제 4 보호 필름에서, 각 보호필름의 TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도는 각각 독립적으로 시계 방향으로 0도 내지 3도 또는 반시계 방향으로 0도 내지 3도 범위 내인 디스플레이 장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 보호 필름과 제 4 보호 필름에서, 각 보호필름의 TD 축에 대해 지상축이 이루는 각도의 절대값의 차이는 3.5도 이하인 디스플레이 장치.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 보호 필름과 제 4 보호 필름에서, 각 보호필름들의 TD 축은 서로 직교하는 디스플레이 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 8 항에 있어서, 상기 디스플레이 패널은 액정 패널을 포함하는 디스플레이 장치.
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